一种肉牛粪便快速腐熟的微生物制剂及其制备方法和应用

摘要

一种肉牛粪便快速腐熟的微生物制剂及其制备方法和应用，本发明涉及一种能够腐熟肉牛粪便的微生物制剂及其制备方法和应用，它要解决现有肉牛粪便腐熟发酵过程粪肥升温慢，纤维素降解率低，腐熟程度不高以及发酵周期长的问题。微生物制剂由长刺毛壳、康宁木霉、圆酵毛壳、绿色木霉和白地霉制成。制备：一、在培养基上接种株菌；二、配制脱脂奶乳浊液，灭菌后进行接种，摇床上培养得到生产发酵剂；三、生产发酵剂速冻后进行冷冻干燥，得到冻干菌种粉末；四、按重量份数配比冻干菌种粉末，混匀后完成微生物制剂的制备。应用此微生物制剂发酵肉牛粪便，升温快，可以提高纤维素降解和有机肥产品的腐熟度，缩短发酵周期。

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够腐熟肉牛粪便的微生物制剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年来我国肉牛养殖业快速发展，但随之产生大量的粪便和污水，不仅影响到相关产 业的可持续发展，还导致严重的农村环境污染并危害人类健康。目前国内外粪便处理措施 都倾向于生产有机肥,其工艺主要有直接干燥、自然堆肥和微生物接种剂发酵等。牛粪含 有机质14.5%，氮（N）0.30-0.45%，磷（P₂O₅）0.15-0.25%，钾（K₂O）0.10-0.15%，与 其他家畜比较牛粪中有机质和养分含量在各种家畜中最低，同时质地细密，纤维含量高， 含水较多，分解慢，发热量低，属迟效性肥料。从而使得传统利用肉牛粪便自然堆肥生产 有机肥的方法存在发酵过程中升温慢，纤维素降解率低，腐熟程度不高,发酵周期长的问 题。

微生物接种剂发酵是在堆肥的基础上通过添加功能微生物，利用有益微生物的迅速繁 殖代替土著微生物，调节堆肥菌群结构、提高有益微生物活性,通过各菌种之间相互协同 作用,形成复杂而稳定的生态系统，快速分解粪便和秸秆等有机物料有机质产生热能，使 有机物料料温度迅速升高，抑制或杀死病菌、虫卵等有害生物，提高腐熟程度,生产真正 意义上的生物有机肥。微生物菌种组合的合理选择是影响有机肥生产效果的关键，目前国 内外利用微生物发酵家畜粪便生产有机肥的菌种很多，但主要针对猪、禽等非反刍动物粪 便处理效果明显，对纤维含量高的肉牛粪便处理效果不尽人意。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有肉牛粪便腐熟发酵过程粪肥升温慢，纤维素降解率低， 腐熟程度不高以及发酵周期长的问题，而提供一种肉牛粪便快速腐熟的微生物制剂及其制 备方法和应用。

本发明肉牛粪便快速腐熟的微生物制剂是按各冻干菌粉末重量由5～7份的长刺毛 壳、4～6份的康宁木霉、3～5份的圆酵毛壳、3～5份的绿色木霉和2～3份的白地霉制 成。

本发明肉牛粪便快速腐熟的微生物制剂的制备方法按下列步骤实现：

一、将PDA培养基和麦芽汁液体培养基在121℃的温度下进行灭菌20分钟，然后冷 却至30℃，再将长刺毛壳、康宁木霉、圆酵毛壳、绿色木霉4株菌株分别接种到4份PDA 培养基中，将1株白地霉菌株接种到麦芽汁液体培养基中，在28℃摇床培养24小时，得 到5株母发酵剂；

二、配制10%的脱脂奶乳浊液，向脱脂奶乳浊液中加入2%液态甘油、1%低聚木糖、 1%葡萄糖，121℃灭菌20分钟冷却至30℃，按2%体积比例分别接种5株母发酵剂，28℃ 摇床培养48小时，得到5株生产发酵剂；

三、分别将步骤二得到的5株生产发酵剂在无菌条件下导入5个玻璃安瓶中，加盖瓶 塞后进行速冻处理，冻结后的发酵剂转移到冻干机进行冷冻干燥，得到5株冻干菌种粉末；

四、按重量比称取长刺毛壳冻干菌种粉末5～7份、康宁木霉冻干菌种粉末4～6份、 圆酵毛壳冻干菌种粉末3～5份、绿色木霉冻干菌种粉末3～5份和白地霉冻干菌种粉末 2～3份，充分混匀后装入真空包袋得到肉牛粪便快速腐熟的微生物制剂。

应用本发明的肉牛粪便快速腐熟的微生物制剂发酵肉牛粪便的方法按下列步骤实现：

一、将新鲜肉牛粪便、秸秆、草炭、甜菜渣、豆腐渣和沸石粉混合，搅拌均匀得到有 机物料；

二、将肉牛粪便快速腐熟的微生物制剂按处理每吨有机物料添加50g的比例用1000g 的30～35℃温水溶解，向温水中加入10～20g红糖，在常温下放置10～14小时后用喷雾 器或喷壶均匀喷洒添加到有机物料中，在常温下堆积发酵，每隔3天翻堆一次，发酵12 天得到发酵成熟的肉牛粪便有机肥。

本发明针对肉牛粪便有机质和养分含量在各种家畜粪便中最低，同时质地细密，纤维 含量高，含水较多，分解慢，发热量低的特点，通过筛选最佳菌种组合来快速发酵肉牛粪 便来生产有机肥，此肉牛粪便快速腐熟的微生物制剂可以在发酵第12天使堆肥中纤维素 的降解率降低到70.3%，高温时间可持续8天，提高了纤维素降解和有机肥产品的腐熟度， 缩短了发酵周期，从而提高肉牛粪的发酵效率和有机肥质量。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式肉牛粪便快速腐熟的微生物制剂是按各冻干菌粉末重量 由5～7份的长刺毛壳、4～6份的康宁木霉、3～5份的圆酵毛壳、3～5份的绿色木霉和2～ 3份的白地霉制成。

本实施方式所述的长刺毛壳、康宁木霉、圆酵毛壳、绿色木霉和白地霉这5株菌均购 自中国普通微生物菌种保藏管理中心（CGMCC），其中长刺毛壳(Chaetomium  dolichotrichum)的保藏编号为CGMCC No：3.3616；康宁木霉(Trichoderma koningii)的保 藏编号为CGMCC No：3.4033；圆酵毛壳(Chaetomium torulosum)的保藏编号为CGMCC  No：3.3617；绿色木霉(Trichoderma viride)的保藏编号为CGMCC No：3.3744；白地霉 (Geotrichum candidum)的保藏编号为CGMCC No：2.1062。

用本实施方式的肉牛粪便快速腐熟的微生物制剂制作有机肥，可显著加快肉牛粪便腐 熟发酵过程的升温速度，延长高温时间，提高纤维素降解和有机肥产品的腐熟度，缩短发 酵周期，进而提高奶牛粪发酵效率和有机肥质量。

具体实施方式二：本实施方式肉牛粪便快速腐熟的微生物制剂是按各冻干菌粉末重量 由6份的长刺毛壳、5份的康宁木霉、4份的圆酵毛壳、4份的绿色木霉和2份的白地霉 制成。

具体实施方式三：本实施方式肉牛粪便快速腐熟的微生物制剂的制备方法按下列步骤 实施：

一、将PDA培养基和麦芽汁液体培养基在121℃的温度下进行灭菌20分钟，然后冷 却至30℃，再将长刺毛壳、康宁木霉、圆酵毛壳、绿色木霉4株菌株分别接种到4份PDA 培养基中，将1株白地霉菌株接种到麦芽汁液体培养基中，在28℃摇床培养24小时，得 到5株母发酵剂；

二、配制10%的脱脂奶乳浊液，向脱脂奶乳浊液中加入2%液态甘油、1%低聚木糖、 1%葡萄糖，121℃灭菌20分钟冷却至30℃，按2%体积比例分别接种5株母发酵剂，28℃ 摇床培养48小时，得到5株生产发酵剂；

三、分别将步骤二得到的5株生产发酵剂在无菌条件下导入5个玻璃安瓶中，加盖瓶 塞后进行速冻处理，冻结后的发酵剂转移到冻干机进行冷冻干燥，得到5株冻干菌种粉末；

四、按重量比称取长刺毛壳冻干菌种粉末5～7份、康宁木霉冻干菌种粉末4～6份、 圆酵毛壳冻干菌种粉末3～5份、绿色木霉冻干菌种粉末3～5份和白地霉冻干菌种粉末 2～3份，充分混匀后装入真空包袋得到肉牛粪便快速腐熟的微生物制剂。

本实施方式步骤二配制脱脂奶乳浊液所涉及的各原料百分比均指质量百分比，步骤三 所述的速冻处理是在-30℃冰箱中处理的。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式三不同的是步骤一所述的长刺毛壳、康 宁木霉、圆酵毛壳、绿色木霉和白地霉均是按培养基体积的10%进行接种的。其它步骤 及参数与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：应用实施方式一的肉牛粪便快速腐熟的微生物制剂发酵肉牛粪便的 方法按下列步骤实施：

一、将新鲜肉牛粪便、秸秆、草炭、甜菜渣、豆腐渣和沸石粉混合，搅拌均匀得到有 机物料；

二、将肉牛粪便快速腐熟的微生物制剂按处理每吨有机物料添加50g的比例用1000g 的30～35℃温水溶解，向温水中加入10～20g红糖，在常温下放置10～14小时后用喷雾 器或喷壶均匀喷洒添加到有机物料中，在常温下堆积发酵，每隔3天翻堆一次，发酵12 天得到发酵成熟的肉牛粪便有机肥。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式五不同的是步骤一按重量百分比将70% 的新鲜肉牛粪便、13%的秸秆、9%的草炭、3.5%的甜菜渣、3%的豆腐渣和1.5%的沸石粉 混合。其它步骤及参数与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式五或六不同的是步骤一所述的秸秆为玉 米秸、豆秸、水稻秸或麦秸。其它步骤及参数与具体实施方式五或六相同。

实施例一：本实施例肉牛粪便快速腐熟的微生物制剂的制备方法按下列步骤实现：

一、将PDA培养基和麦芽汁液体培养基在121℃的温度下进行灭菌20分钟，然后冷 却至30℃，按培养基体积的10%分别再将长刺毛壳、康宁木霉、圆酵毛壳、绿色木霉4 株菌株分别接种到4份PDA培养基中，将1株白地霉菌株接种到麦芽汁液体培养基中， 在28℃摇床培养24小时，得到5株母发酵剂；

二、配制10%的脱脂奶乳浊液，向脱脂奶乳浊液中加入2%液态甘油、1%低聚木糖、 1%葡萄糖，121℃灭菌20分钟冷却至30℃，按2%体积比例分别接种5株母发酵剂，28℃ 摇床培养48小时，得到5株生产发酵剂；

三、分别将步骤二得到的5株生产发酵剂在无菌条件下导入5个玻璃安瓶中，加盖瓶 塞后进行速冻处理，冻结后的发酵剂转移到冻干机进行冷冻干燥，得到5株冻干菌种粉末；

四、按重量比称取长刺毛壳冻干菌种粉末6份、康宁木霉冻干菌种粉末5份、圆酵毛 壳冻干菌种粉末4份、绿色木霉冻干菌种粉末4份和白地霉冻干菌种粉末2份，充分混匀 后装入真空包袋得到肉牛粪便快速腐熟的微生物制剂。

本实施例步骤一所述的PDA培养基和麦芽汁液体培养基按微生物学实验手册叙述的 方法配制。

应用实施例的肉牛粪便快速腐熟的微生物制剂发酵肉牛粪便的方法按下列步骤实施：

一、按重量百分比将70%的新鲜肉牛粪便、13%的秸秆、9%的草炭、3.5%的甜菜渣、 3%的豆腐渣和1.5%的沸石粉混合，搅拌均匀得到有机物料；

二、按每吨有机物料添加50g的比例先将肉牛粪便快速腐熟的微生物制剂用30℃的 1000g温水溶解，然后再加入15g红糖，在常温下放置12小时后用喷雾器均匀喷洒添加 到有机物料中，在常温下堆积发酵，每隔3天翻堆一次，发酵12天得到发酵成熟的肉牛 粪便有机肥。

通过在肉牛场进行效果对比试验，分别设置试验组和对照组，试验组按实施例所述方 法处理有机物料，对照组为常规自然堆肥发酵。对所得数据加以综合分析获得如下结果：

1、试验组于发酵第4天到达高温阶段（>50℃），较对照组提前3天；试验组第7天 堆温达到最高值，平均为71.2℃，较对照组提前5天且显著高于最高发酵温度63.5℃；试 验组高温持续8天，较对照组延长2天。结果表明本方法能够快速提高有机物料的发酵温 度，而且高温发酵时间维持长，使有机物料快速充分熟化，进而加快堆肥发酵速度，缩短 了发酵堆肥时间。

2、纤维素降解率方面，试验组于发酵第12天堆肥中纤维素降解率为70.3%，对照组为 43.5%,试验组较对照组提高61.6%，差异均达到显著水平（P＜0.05）。该试验结果表明， 本方法处理可显著提高纤维素的降解，进而促进有机物料快速充分熟化。

3、试验组于发酵第12天堆肥的发芽指数为85.3%，而对照组堆肥进行到第28天时， 发芽指数为85.1%，试验组较对照组提前16天。种子发芽指数（GI）是判断堆肥毒性和 腐熟度的重要参数，理论上认为当发芽指数达到85%时，可认为堆肥已没有植物毒性或 者说堆肥已经腐熟。该试验结果表明，本方法处理有机物料可以加快堆肥的腐熟度，缩短 堆肥时间。